高中物理教科版 (2019)必修 第三册第三章 电磁场与电磁波初步4 电磁波的发现及其应用精品当堂检测题

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第4节  电磁波的发现及其应用

1.下列关于电磁场和电磁波的叙述中，不正确的是（　　）

A.电磁场是相互联系在一起的变化的电场和变化的磁场

B.交替变化的电磁场传播出去形成了电磁波

C.太空舱外航天员与舱内航天员的通话利用了电磁波

D.所有雷达都是利用目标发射的电磁波来对目标进行定位的

2. 按照麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（　）

A.电场一定产生磁场，磁场一定产生电场

B.稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场

C.周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场

D.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场

3. [多选]在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是              （　　）

A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁存在联系

B.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流

C.麦克斯韦从场的角度总结电与磁的联系，预言了电磁波

D.法拉第用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波与光的传播速度相同

4. 关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（　）

A.无线电波广泛应用于通信和广播

B.红外线探测器能探测出物体的红外辐射

C.适量的紫外线照射，对人体健康有益

D.因为射线穿透能力不强，不能用来检查金属内部伤痕

5. [多选]下列关于电磁波的说法正确的是(　　)

A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波

B.电磁波的传播需要介质

C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在

D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的

6. 电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动，这些生物电对环境的电磁波非常敏感，因此，电磁辐射可以对人体造成影响和损害。某办公区域内采用如图所示的无线路由器，它的电磁辐射功率是5.0 W，若要让电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不超过0.1 W/m2，则人体与该装置的安全距离至少为（　）

A. m  B. m

C. m  D. m

7. 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场，如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为+q的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功大小是（　）

A. 0      B.

C.  D.

8.电磁波在真空中的速度c= 3×108 m/s。某广播电台的频率f=99.8 MHz，则该电台所发射电磁波的波长λ约为（　）

A. 3.0 m  B. 3×103 m

C. 33.3 m  D. 0.333 m

9. 微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×109Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动,内能增加,温度升高,食物增加的能量是微波给它的。下表是某微波炉的部分技术参数,问:             

(1)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少?

(2)如果做一道菜,使用微波挡需要正常工作

30 min,则做这道菜需消耗的电能为多少焦?

10. 一个雷达向远处发射无线电波,每次发射的时间为1 μs,两次发射的时间间隔为100 μs,在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示,已知图中刻度 ab=bc,则障碍物与雷达之间的距离是多大?

11.观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。

（1）设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P₁，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P₂；

（2）在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。

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第4节  电磁波的发现及应用

参考答案

1.D   2.C  3.AC  4.D  5. CD    6.B    7. D   8.A

9. 解：(1)额定电流A=5 A。

(2)消耗的电能ΔE=W=Pt =1100×30×60 J=1.98×106 J。

10. 解：图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的,b处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的,由ab=bc可知,无线电波从发射到返回所用时间为50μs。

设雷达离障碍物的距离为s,无线电波来回时间为t,波速为c,由2s=ct得

m =7.5×103 m。

11.解：（1）地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此

（2）在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的．因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积．

设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST能观测到的最远距离分别为L0和L，则

可得L=5L0

则